2020-08-05
160
| Механические свойства твердых тел. | ||
| Твердым телом в механике называется неизменимая система материальных точек, т.е. такая идеализированная система, при любых движениях которой взаимные расстояния между материальными точками системы остаются неизменными (материальные точки - достаточно малые макроскопические частицы). Силы притяжения и отталкивания обуславливают механическую прочность твердых тел. т. е. их способность противодействовать изменению формы и объема. Растяжению тел препятствуют силы межатомного притяжения, а сжатию - силы отталкивания. Недеформируемых тел в природе не существует. Деформация - изменение формы или объема тела под действием внешних сил. Деформация может быть упругая или неупругая. | Растяжение | |
| 
| |
| Упругая деформация - деформация, при которой после прекращения действия силы размеры и форма тела восстанавливаются. | Сдвиг | |
Виды деформаций:
| 
| 
|
| Деформацию растяжения и сжатия можно охарактеризовать абсолютной деформацией Δ ℓ, равной разности длин образца после растяжения ℓ и до него ℓ0: Δ ℓ = ℓ – ℓ0 | Δ ℓ = ℓ – ℓ0 | |
Отношение абсолютной деформации D? к первоначальной длине образца ?o называют относительной деформацией: 
|
| |
Если деформация упругая, а относительная деформацияИз опыта:  - закон Гука. Сила упругости прямо пропорциональна абсолютной деформации.
С учетом направления: 
k - коэффициент жесткости (упругости). Зависит от материала, формы и размеров тела (Например, чем длиннее и тоньше пружина, тем ее жесткость меньше.)
Единицы коэффициента упругости в СИ:  .
|
| |
| Движение под действием силы упругости. | ||
 - ускорение изменяется с координатой! Это неравнопеременноедвижение. Такое движение является колебательным.
|
| |
| Частные случаи силы упругости: | ||
|
| |
Физическая величина, равная отношению модуля силы упругости Fупр, возникающей при деформации, к площади сечения S образца, перпендикулярного вектору силы F. называется механическим напряжением:  . За единицу механического напряжения в СИ принята единица паскаль (Па): 1Па= 1Н/м2.
|
| |
Отношение механического напряжения к относительному удлинению,при малых упругих деформациях растяжения и сжатия, называется модулем упругости Е (модулем Юнга):  .
|
| |
Из выше написанной формулы видно, что модуль Юнга Е величина не зависящая от формы и размеров предмета, изготовленных из данного материала.[Е]=Па. Модуль Юнга показывает, какое надо создать механическое напряжение, чтобы деформировать тело в 2 раза (Если  - на самом деле нереально).
| [Е]=Па | |
Если обозначить  , то получим Fупр =k| Δl| - закон Гука. Другая форма записи этого закона: s = E|ε| - механическое напряжение прямо пропорционально модулю относительной деформации.
|
s = E|ε|
| |
Диаграмма растяжения-сжатия
sп - предел пропорциональности (максимальное напряжение, при котором деформация еще остается упругой и выполняется закон Гука)
sуп - предел упругости (максимальное напряжение, при котором еще не возникают заметные остаточные деформации, и материал еще сохраняет упругие свойства)
sт - предел текучести (напряжение, при котором материал "течет")
sпч - предел прочности (наибольшее напряжение, которое способен выдержать образец без разрушения)
eост- остаточная деформация
Коэффициент безопасности (предел прочности) - отношение предела пропорциональности данного материала к максимальному напряжению, которое будет испытывать деталь конструкции в работе:  .
В зависимости от необходимой надежности различных деталей и конструкций коэффициент безопасности выбирают обычно в пределах от 2 до 10.
|
| |
- направлена всегда перпендикулярно поверхности.
